Hominidien siirtyminen pystyasentoon alkoi neljästä seitsemään miljoonaa vuotta sitten [1] [2] . Tämä siirtymä johti morfologisiin muutoksiin ihmisen luurangossa , mukaan lukien muutokset jalan luiden koossa ja sijainnissa, lonkka- ja polvinivelten koossa ja muodossa, jalkojen pituudessa ja muodossa sekä selkärangan muodossa. . On olemassa useita teorioita, jotka selittävät näiden muutosten kehitystä [3] .
Ihmisen pystyssä kävely on 75 % taloudellisempaa kuin simpanssin käveleminen sekä neljällä että kahdella raajalla. Jotkut hypoteesit väittävät, että tällä tekijällä oli tärkeä rooli siirtymisessä pystyasentoon [4] .
Siirtyminen pystysuoraan asentoon johti jalan laajentuneen nivelleikkauksen kehittymiseen, mikä on välttämätöntä tasapainon säilyttämiseksi kävellessä ja lisääntyneen ruumiinpainon ylläpitämiseen [5] . Myös jalan muoto muuttui: isovarvas , joka sijaitsi varhaishominideilla samalla tavalla kuin käsissä, vaihtoi sijaintiaan ja asettui linjaan muiden sormien kanssa [6] . Lisäksi muodostui jalan kaari, toisin kuin muiden hominidien litteät jalat [6] . Kaikki nämä muutokset auttavat säästämään energiaa liikkeen aikana [1] [7] .
Ihmisen lonkkanivel on paljon suurempi[ selventää ] kuin hominideilla, mikä antaa tukea suuremmalle ruumiinpainolle [6] . Nämä[ mitä? ] muutokset toivat selkärangan lähemmäksi lantiota, mikä lisäsi vakautta kävellessä pystyssä [8] ja vähensi energiankulutusta tasapainon säilyttämiseen kävellessä [6] [1] [9] .
Iliumin muoto muuttui pitkästä ja kapeasta lyhyeksi ja leveäksi, siivet vaakasuorassa. Yhdessä nämä muutokset lisäävät pakaralihasten kiinnitysaluetta, mikä auttaa vakauttamaan vartaloa yhdellä jalalla seistessä. Ristiluu kasvoi myös leveydeltään, mikä johti synnytyskanavan halkaisijan kasvuun ja helpotti synnytystä . Istumisluut ovat lisääntyneet, mikä on parantanut vatsaonteloa tukevien nivelsiteiden kiinnittymistä pystyasennossa.
Polvinivelet ovat kasvaneet samasta syystä kuin lonkkanivelet, eli tukemaan lisääntynyttä ruumiinpainoa [6] . Polven venytyskulma (kävelyssä muodostunut reiden ja säären välinen kulma) pieneni. Polvinivelen muodon muuttaminen mahdollisti painopisteen pystysuuntaisesta liikkeestä liikkeen aikana aiheutuvien energiahäviöiden vähentämisen [1] [6] .
Jalkojen pituuden lisääntyminen kaksijalkaisuuden kehittyessä johti muutoksiin lihasten toiminnassa. Kävelemiseen tarvittava voima välittyy jalkalihaksista nilkan kautta . Pitkät jalat mahdollistavat raajojen luonnollisen värähtelevän liikkeen käytön kävellessä, joten toista jalkaa eteenpäin ei tarvita lisälihaksia seuraavaa vaihetta varten [6] .
Liikkeen ulkopuolelle jääneet yläraajat (eturaajat) ovat muuttuneet siten, että niitä on tullut mahdolliseksi käyttää esineiden pitämiseen ja hienoihin esineiden käsittelyyn [10] . Tämä on johtanut ihmisen yläraajojen suhteellisen vahvuuden laskuun verrattuna muihin hominideihin [11] [12] [13] . Pystysuoraan asentoon siirtymisen myötä pakaralihasten rooli kasvoi , ja niistä tuli yksi ihmiskehon suurimmista lihaksista. Simpanssilla nämä lihakset ovat paljon pienempiä, mikä todistaa tämän lihasryhmän tärkeän roolin kaksijalkaisessa liikkeessä. Pakarat estävät myös vartaloa kaatumasta eteenpäin juoksemisen aikana [9] .
Ihmisen kallo on tasapainossa selkärangan päällä: foramen magnum on kallon alaosassa, mikä siirtää suuren osan pään painosta takaisin. Lisäksi ihmisen kasvojen litteä muoto auttaa tasapainottamaan kalloa takaraivoongelmissa , mikä mahdollistaa pään säilyttämisen ilman apinoissa havaittavia ylimääräisiä lihaksia ja kehittyneitä kulmakarvoja. Tämän seurauksena ihmisillä otsan lihaksia käytetään yksinomaan kasvojen ilmeisiin [10] .
Tärkein rooli ihmisen evoluutiossa oli aivojen koon kasvulla, joka alkoi noin 2,4 miljoonaa vuotta sitten [noin. 1] . Aivojen nykyaikainen koko saavutti viimeistään 500 tuhatta vuotta sitten. Tämän seurauksena ihmisen aivot ovat kolmesta neljään kertaa suuremmat kuin lähimmän evoluution edeltäjän simpanssin [14] aivot . Myös kasvi- ja pehmeämpään ruokaan siirtymisen seurauksena alaleuka pienenee ja kapenee joskus . (mikä johtaa myös puremislihasten tilavuuden laskuun .) Yleensä kariesta ja muita suuontelon patologioita todennäköisemmin diagnosoidaan ihmisillä, joilla on kapea leuka tai proksimaalinen leuka .
Siirtyessä pystyasentoon ihmisen selkäranka sai kaksinkertaisen taipumisen: ylempi (rintakehä) kaareva taaksepäin ja alaosa (lantio) eteenpäin. Ilman lannerangan kaarevuutta selkäranka kallistuisi jatkuvasti eteenpäin, mikä vaatisi paljon suurempaa lihasponnistusta tasapainon säilyttämiseksi [8] . Kaksinkertaisen mutkan olemassaolo asettaa kehon painopisteen projektion suoraan jalkojen väliin [6] , mikä säästää energiaa kävellessä [1] .
Lukuisat morfologiset muutokset huomioidenkin ihmisen luuranko on edelleen huonosti sopeutunut pystyasentoon, mikä johtaa lukuisiin tuki- ja liikuntaelinten sairauksiin [15] . Siten iän myötä suurella osalla ihmisiä alkaa olla ongelmia lannerangan ja polvinivelten kanssa: joidenkin raporttien mukaan selkäkipu on suurin syy työpäivien menettämiseen [16] . Niveltulehduksesta tuli ongelma heti sen jälkeen, kun hominidit siirtyivät pystyssä kävelemään: tutkijat löysivät sen jälkiä esihistoriallisten metsästäjä-keräilijöiden nikamista [16] [noin. 2] . Lisämuutokset nivelissä, jotka voisivat korjata tilannetta, ovat mahdottomia liikkeen vakauden ja tehokkuuden vaatimusten ristiriitaisuuden vuoksi [6] .
Oletetaan, että pystyasentoon siirtymisen seurauksena naisten lantion olisi pitänyt kaventaa, jotta he voisivat liikkua kahdella jalalla. Tästä johtuen synnytyskäytävä kaareutui, mikä vaikeutti lasten saamista. Lisäksi aivojen tilavuuden kasvun seurauksena heidän kantamillaan vauvoilla oli suurentunut pää, mikä vaikeutti heidän kulkemistaan jo ennestään kapeasta synnytyskanavasta. Synnytyksestä tuli erittäin tuskallinen ja vaarallinen. Vuonna 1960 antropologi Sherwood Washburnkutsui tätä teoriaa " synnytysongelmaksi ".» [17] [18] .
Jotkut tutkijat ovat kuitenkin viime aikoina kyseenalaistaneet tämän teorian. He väittävät, että varhaisissa metsästäjä-keräilijöissä synnytys ei ollut vaikeaa. Ihmisten siirtymisen jälkeen maatalouteen tapahtui kuitenkin muutoksia ihmisruumiin rakenteessa: maanviljelijät, kuten arkeologiset löydöt osoittavat, olivat huomattavasti lyhyempiä kuin metsästäjä-keräilijät. Samaan aikaan mitä pienempi naisen pituus, sitä kapeammat hänen lantionsa, eli siirtyminen maatalouteen vaikeutti synnytysprosessia. Toisaalta viljelijöiden hiilihydraattirikkaampi ruokavalio on johtanut siihen, että kohdussa olevat vauvat alkoivat lihoa nopeammin ja ison lapsen synnyttäminen on paljon vaikeampaa [17] .